Opérations complexes de tournage

# Opérations complexes de tournage ## Définition des opérations complexes ; Caractéristiques d’un cône et d’un filet ; Notion d’angle, de conicité, de pente et de pas de filetage; # Définition des opérations complexes ; Caractéristiques d’un cône et d’un filet ; Notion d’angle, de conicité, de pente et de pas de filetage\n\n## Introduction\nBienvenue à cette leçon fondamentale sur les opérations complexes de tournage. En tant que futurs techniciens en fabrication, il est essentiel de maîtriser la création de formes plus élaborées que de simples cylindres. Aujourd'hui, nous allons plonger dans le monde des cônes et des filetages, en explorant leur géométrie, les calculs associés et les termes techniques indispensables pour comprendre et réaliser ces pièces avec précision sur une machine-outil. Ces compétences sont cruciales pour la fabrication de composants mécaniques fonctionnels et précis.\n\n## Concepts Clés\n\n### 1. Définition des opérations complexes de tournage\nLes opérations complexes de tournage vont au-delà du tournage cylindrique ou frontal simple. Elles impliquent la création de formes non-cylindriques ou de caractéristiques précises et répétitives sur la pièce. Elles nécessitent une compréhension approfondie de la géométrie, des outils spécifiques et des méthodes de calcul pour garantir la précision. Les exemples typiques incluent:\n* **Le tournage conique :** Création d'une surface conique.\n* **Le tournage de filetage :** Réalisation de filets (vis, écrous).\n* **Le tournage de formes :** Utilisation de gabarits ou de machines CNC pour des profils complexes.\n\n### 2. Caractéristiques d’un cône\nUn cône est une pièce dont le diamètre varie uniformément sur sa longueur. Le tournage conique est une opération courante en mécanique.\n\n#### Angle de cône\nL'angle de cône est un paramètre essentiel qui décrit l'inclinaison de la surface conique par rapport à l'axe de la pièce. Il peut être exprimé comme un demi-angle (angle d'inclinaison de la génératrice) ou comme un angle total (angle inclus).\n\n* **Demi-angle ( \( \alpha \) ) :** L'angle formé par la génératrice du cône avec l'axe de rotation. Il est souvent utilisé pour régler l'inclinaison du chariot supérieur ou de la contre-poupée.\n\nLa formule pour calculer le demi-angle \( \alpha \) est :\n\[ \tan(\alpha) = \frac{D - d}{2L} \]\noù :\n* \( D \) est le grand diamètre du cône\n* \( d \) est le petit diamètre du cône\n* \( L \) est la longueur du cône\n\n#### Conicité (Taper)\nLa conicité est la variation de diamètre par unité de longueur. Elle est souvent exprimée sous forme de ratio ou de pourcentage.\n\n* **Définition :** La conicité est le rapport entre la différence des diamètres et la longueur du cône.\n\nLa formule de la conicité (C) est :\n\[ C = \frac{D - d}{L} \]\n\n* **Relation avec l'angle :** La conicité est également égale à \( 2 \tan(\alpha) \).\n\n#### Pente (Slope)\nEn tournage, la pente peut être comprise comme la variation du rayon par unité de longueur. Elle est directement liée au demi-angle du cône.\n\n* **Définition :** La pente est le rapport entre la différence des rayons et la longueur du cône.\n\[ Pente = \frac{(D/2) - (d/2)}{L} = \frac{D - d}{2L} \]\nOn observe que la pente est égale à \( \tan(\alpha) \).\n\n### 3. Caractéristiques d’un filet (filetage)\nUn filet est une hélice formée sur la surface extérieure (vis) ou intérieure (écrou) d'une pièce cylindrique ou conique. Les filetages sont essentiels pour l'assemblage et la transmission de mouvement.\n\n#### Pas de filetage (Thread Pitch)\nLe pas est la caractéristique la plus fondamentale d'un filetage.\n\n* **Définition :** Le pas de filetage est la distance mesurée parallèlement à l'axe, entre deux flancs consécutifs du même filet. Pour un filetage à un seul départ, le pas est égal à l'avance par tour.\n* **Unités :** En système métrique, le pas est exprimé en millimètres (mm). En système impérial, il est souvent exprimé en ## Définition des opérations complexes ; Caractéristiques d’un cône et d’un filet ; Notion d’angle, de conicité, de pente et de pas de filetage; ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur les opérations complexes de tournage ! Au cours de votre formation, vous avez appris les bases du tournage, comme la réalisation de cylindres et de faces. Aujourd'hui, nous allons approfondir nos connaissances en explorant des opérations plus spécifiques et plus précises : le tournage de cônes et la réalisation de filets. Nous allons définir ce que sont ces opérations, comprendre les caractéristiques géométriques clés comme l'angle, la conicité, la pente et le pas de filetage, et voir comment les calculer et les appliquer en atelier. ### Concepts Clés #### Définition des opérations complexes de tournage Les opérations complexes de tournage vont au-delà du tournage cylindrique ou de la face simple. Elles impliquent la création de formes géométriques spécifiques qui nécessitent une plus grande précision et des réglages machine particuliers. Les exemples les plus courants sont les cônes et les filets. * **Opérations complexes :** Nécessitent des réglages précis, des calculs spécifiques et parfois des accessoires spéciaux. * **Exemples :** Tournage conique, filetage, usinage de formes complexes, etc. #### Caractéristiques d’un cône Un cône est une pièce dont le diamètre varie progressivement le long de son axe. Il peut être utilisé pour des assemblages coniques, des pivots, des sièges de soupape, etc. * **Éléments d'un cône :** * **Grand diamètre (D) :** Le plus grand diamètre de la partie conique. * **Petit diamètre (d) :** Le plus petit diamètre de la partie conique. * **Longueur (L) :** La longueur axiale de la partie conique. * **Angle du cône (\( \alpha \)) :** L'angle total inclus au sommet du cône. * **Notion de conicité (C) :** La conicité est le rapport entre la différence des diamètres et la longueur du cône. Elle exprime à quel point le cône est "pointu" ou "évasé". \[ C = \frac{D - d}{L} \] La conicité peut aussi être liée à l'angle du cône : \( C = 2 \tan(\alpha/2) \). * **Notion de pente (P) :** La pente est la moitié de la conicité. Elle représente la variation de rayon par unité de longueur. C'est souvent l'angle que l'on règle sur la contre-pointe pour le tournage conique par décalage. \[ P = \frac{D - d}{2L} \] La pente est directement liée à la tangente de la moitié de l'angle du cône : \( P = \tan(\alpha/2) \). * **Notion d'angle (\( \alpha \)) :** L'angle du cône (angle inclus) est l'angle formé par les deux génératrices du cône. Il est souvent exprimé en degrés. On peut le calculer à partir de la pente : \( \alpha = 2 \arctan(P) \). #### Caractéristiques d’un filet Un filet est une hélice usinée sur une surface cylindrique (filet extérieur) ou dans un alésage (filet intérieur). Les filets sont essentiels pour l'assemblage (vis, écrous) ou la transmission de mouvement (vis-mère). * **Éléments d'un filet :** * **Diamètre majeur (D_M) :** Le plus grand diamètre du filet (diamètre de la vis). * **Diamètre mineur (D_m) :** Le plus petit diamètre du filet (diamètre au fond du filet). * **Diamètre sur flancs (D_f) :** Diamètre théorique passant par le milieu des flancs. * **Crête :** Le sommet du filet. * **Fond :** La base du filet. * **Flanc :** La surface inclinée entre la crête et le fond. * **Profondeur de filet :** Distance radiale entre la crête et le fond. * **Notion de pas de filetage (p) :** Le pas (pitch en anglais) est la distance axiale entre un point sur un filet et le point correspondant sur le filet adjacent. Pour un filet à un seul départ, c'est aussi le chemin parcouru axialement en un tour. \[ p = \frac{1}{\text{Nombre de filets par pouce}} \quad \text{(pour les filets impériaux)} \] Pour les filets métriques, le pas est directement donné en millimètres (ex: M10x1.5 signifie un pas de 1.5 mm). * **Notion d'angle de filetage :** C'est l'angle entre les flancs adjacents du filet. Il est standardisé pour différents types de filets : * **60° :** Pour les filets métriques (ISO), Unified (UNC, UNF). * **55° :** Pour les filets Whitworth (BSW, BSF). ### Vocabulaire * **Opération complexe :** Travail d'usinage nécessitant des réglages précis et des calculs spécifiques pour réaliser des formes particulières (cônes, filets). * **Cône :** Pièce dont le diamètre varie de manière linéaire sur sa longueur. * **Filet :** Rainure hélicoïdale usinée sur une surface cylindrique ou conique, utilisée pour l'assemblage ou la transmission de mouvement. * **Conicité (C) :** Rapport entre la différence des diamètres et la longueur d'un cône. \( C = (D-d)/L \). * **Pente (P) :** Moitié de la conicité, exprimant la variation de rayon par unité de longueur. \( P = (D-d)/(2L) \). * **Pas de filetage (p) :** Distance axiale entre deux points correspondants de filets adjacents. * **Angle de filetage :** Angle entre les flancs d'un filet, typiquement 60° (métrique, UNC) ou 55° (Whitworth). * **Diamètre majeur :** Le plus grand diamètre du filet. * **Diamètre mineur :** Le plus petit diamètre du filet. ### Exemples #### Exemple 1 : Calcul de conicité et de pente Un cône a un grand diamètre (D) de 50 mm, un petit diamètre (d) de 30 mm et une longueur (L) de 100 mm. Calculer la conicité (C), la pente (P) et l'angle inclus (\( \alpha \)). **Solution :** 1. **Conicité (C) :** \[ C = \frac{D - d}{L} = \frac{50 \text{ mm} - 30 \text{ mm}}{100 \text{ mm}} = \frac{20 \text{ mm}}{100 \text{ mm}} = 0.2 \] 2. **Pente (P) :** \[ P = \frac{D - d}{2L} = \frac{50 \text{ mm} - 30 \text{ mm}}{2 \times 100 \text{ mm}} = \frac{20 \text{ mm}}{200 \text{ mm}} = 0.1 \] 3. **Angle inclus (\( \alpha \)) :** Nous savons que \( P = \tan(\alpha/2) \). Donc, \( \alpha/2 = \arctan(P) = \arctan(0.1) \approx 5.71° \). Par conséquent, \( \alpha = 2 \times 5.71° = 11.42° \). #### Exemple 2 : Identification d'un pas de filetage Vous devez identifier le pas d'un filet métrique. Vous mesurez une distance de 15 mm sur l'axe de la vis et comptez 10 filets sur cette distance. **Solution :** Le pas (p) est la distance axiale entre deux filets adjacents. \[ p = \frac{\text{Distance mesurée}}{\text{Nombre de filets}} = \frac{15 \text{ mm}}{10} = 1.5 \text{ mm} \] Le pas de ce filet est de 1.5 mm. Il s'agirait par exemple d'un filet M10x1.5. ### Exercices 1. Un cône a un grand diamètre de 60 mm, un petit diamètre de 45 mm et une longueur de 75 mm. Calculez sa conicité et sa pente. 2. Si la contre-pointe d'un tour est décalée de 3 mm sur une longueur de pièce de 120 mm pour usiner un cône, quelle est la pente et la conicité de ce cône ? 3. Vous comptez 8 filets sur une longueur de 20 mm sur une vis. Quel est le pas de ce filet ? Est-ce probablement un filet métrique ou impérial, et pourquoi ? 4. Expliquez la différence entre la conicité et la pente. ### Devoirs 1. Recherchez et décrivez au moins deux méthodes différentes pour usiner un cône sur un tour conventionnel. 2. Recherchez les normes de filetage pour les tuyauteries (par exemple, les filets gaz BSP). Quels sont leurs angles de filetages et comment leur pas est-il défini ? 3. Concevez une petite pièce avec une section conique et une section filetée. Dessinez-la et indiquez toutes les cotes nécessaires pour le tournage (diamètres, longueurs, pas, conicité ou pente). 4. Pourquoi est-il crucial de connaître l'angle de filetage avant de choisir l'outil de coupe approprié pour le filetage ? ### Résumé Dans cette leçon, nous avons exploré les **opérations complexes de tournage**, en nous concentrant sur les **cônes** et les **filets**. Nous avons appris que le tournage de cônes implique des concepts comme la **conicité (C)**, qui est le rapport \( (D-d)/L \), et la **pente (P)**, qui est la moitié de la conicité et est directement liée à l'angle du cône \( (P = \tan(\alpha/2)) \). Pour les **filets**, nous avons défini le **pas (p)** comme la distance axiale entre les filets, et l'**angle de filetage** (souvent 60° ou 55°). La maîtrise de ces notions est fondamentale pour réaliser des pièces mécaniques précises et fonctionnelles dans l'industrie. ## Définition des opérations complexes ; ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur les opérations complexes de tournage! Après avoir maîtrisé les bases du tournage (cylindrage, dressage), il est temps d'explorer des techniques plus avancées qui permettent de créer des pièces avec des formes et des fonctions plus élaborées. Ces opérations sont essentielles dans de nombreux domaines industriels pour produire des composants précis et spécifiques. ### Concepts Clés #### Qu'est-ce qu'une opération de tournage complexe ? Une opération de tournage est dite complexe lorsqu'elle va au-delà du simple cylindrage ou dressage. Elle implique souvent la combinaison de plusieurs mouvements d'outils, l'utilisation d'outils spéciaux, ou la réalisation de géométries non-cylindriques sur la pièce. L'objectif est de répondre à des exigences de conception précises. #### Types d'opérations complexes courantes * **Le Filetage:** Création de filets (vis) externes ou internes sur une pièce. Cela nécessite une synchronisation précise entre la rotation de la broche et l'avance du chariot. * **Filetage extérieur:** Réalisation d'une vis sur la surface externe d'une pièce. * **Filetage intérieur:** Réalisation d'un taraudage (écrou) à l'intérieur d'un alésage. * **Le Tournage Conique:** Production de surfaces coniques (en forme de cône) sur la pièce. La pièce a un diamètre qui varie progressivement sur sa longueur. * **Calcul de la conicité:** La conicité peut être exprimée comme une pente. L'angle de cône \( \alpha \) peut être calculé par la formule suivante : \[ \tan(\alpha) = \frac{D-d}{2L} \] Où \( D \) est le grand diamètre, \( d \) le petit diamètre, et \( L \) la longueur de la partie conique. * **Le Tournage Excentrique:** Réalisation d'une ou plusieurs surfaces cylindriques dont l'axe n'est pas confondu avec l'axe principal de la pièce. Cela est utilisé pour fabriquer des manivelles ou des arbres à cames, par exemple. * **Le Moletage:** Opération qui consiste à créer une surface rugueuse et adhérente sur une pièce (par exemple, pour une poignée). C'est une déformation de la matière plutôt qu'une coupe franche. * **Les Gorges et Chanfreins:** * **Gorge:** Creuser une rainure circulaire sur la surface d'une pièce. Utile pour les joints toriques ou le dégagement de filets. * **Chanfrein:** Couper un angle sur une arête vive de la pièce pour des raisons esthétiques, de sécurité ou d'assemblage. * **L'Alésage Profond:** Agrandir ou usiner avec précision un trou existant sur une grande profondeur. Cela demande une attention particulière à l'évacuation des copeaux et à la lubrification. #### Outils et Techniques Spécifiques Pour ces opérations, des outils de coupe avec des géométries particulières (outils à fileter, outils à charioter coniques) et des accessoires (lunettes de tour, mandrins spéciaux) sont souvent nécessaires. ### Vocabulaire * **Filetage:** Action de créer des filets. * **Taraudage:** Opération de filetage interne. * **Conicité:** Caractéristique d'une pièce dont le diamètre varie linéairement le long de son axe. * **Excentricité:** Déplacement du centre d'une forme cylindrique par rapport à l'axe de rotation principal de la pièce. * **Moletage:** Opération qui crée un motif en relief sur une surface pour améliorer l'adhérence. * **Gorge:** Rainure circulaire usinée sur une pièce. * **Chanfrein:** Arête coupée en biais. * **Alésage:** Trou usiné avec précision. * **Pente:** Inclinaison d'une surface conique. * **Pas de vis:** Distance entre deux filets consécutifs sur une vis. ### Exemples 1. **Fabrication d'une vis:** Pour créer une vis de fixation, vous devrez réaliser un cylindrage, puis un filetage externe à l'aide d'un outil de filetage approprié, en respectant le pas de vis requis. 2. **Fabrication d'un raccord conique:** Pour un raccord qui doit s'emboîter parfaitement, vous tournerez une surface conique avec une pente très précise, en ajustant l'angle du chariot supérieur ou en décalant la contre-pointe. 3. **Poignée d'outil:** Une poignée d'outil peut être moletée pour offrir une meilleure prise en main, empêchant ainsi l'outil de glisser. 4. **Arbre à cames:** Un arbre à cames est un excellent exemple de pièce nécessitant un tournage excentrique pour créer les lobes qui actionneront les soupapes d'un moteur. ### Exercices 1. Décrivez la différence principale entre un filetage extérieur et un filetage intérieur. Quels sont les outils généralement utilisés pour chaque opération ? 2. Expliquez dans quelles situations le moletage est une opération utile sur une pièce mécanique. 3. Vous devez usiner une pièce conique. Si le grand diamètre est de 50 mm, le petit diamètre de 30 mm et la longueur de 100 mm, calculez la valeur de \( \tan(\alpha) \). 4. Imaginez que vous devez fabriquer un axe de manivelle. Quelle opération complexe de tournage serait indispensable et pourquoi ? ### Devoir 1. Recherchez et décrivez un exemple concret d'utilisation du tournage excentrique dans l'industrie automobile ou aéronautique. 2. Dessinez une pièce simple qui combine au moins trois opérations de tournage complexes différentes (par exemple, un cylindrage, un filetage et une gorge). Indiquez clairement chaque opération sur votre dessin. 3. Quelles sont les précautions de sécurité spécifiques à prendre lors de la réalisation d'un filetage sur un tour parallèle ? ### Résumé Les opérations complexes de tournage étendent considérablement les capacités de l'usinage sur tour. Elles incluent le filetage, le tournage conique, le tournage excentrique, le moletage, ainsi que la réalisation de gorges et de chanfreins. Maîtriser ces techniques est crucial pour fabriquer des pièces fonctionnelles et précises, et cela nécessite une compréhension approfondie des machines, des outils et des paramètres de coupe. ## Types d’opérations complexes : tournage conique (extérieur et intérieur) et filetage à l’outil (extérieur et intérieur) ; ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur les opérations complexes de tournage ! Après avoir maîtrisé les bases du tournage, il est temps de découvrir des techniques plus avancées qui vous permettront de créer des pièces avec des formes et des fonctions très spécifiques. Aujourd'hui, nous explorerons deux opérations essentielles : le tournage conique, qui permet de produire des surfaces en forme de cône, et le filetage à l'outil, indispensable pour créer des vis, des écrous ou des assemblages filetés. Comprendre et maîtriser ces techniques est crucial pour tout technicien en usinage. ### Concepts Clés #### I. Le Tournage Conique Le tournage conique consiste à usiner une pièce de manière à ce qu'elle présente un diamètre qui varie progressivement sur sa longueur, formant ainsi un cône. Cette opération est utilisée pour fabriquer des pièces coniques telles que des cônes de broche, des sièges de soupape, des mandrins ou des raccords. ##### A. Types de Cônes * **Cône extérieur :** La surface conique est à l'extérieur de la pièce. * **Cône intérieur :** La surface conique est usinée à l'intérieur d'un alésage (perçage). ##### B. Méthodes de Réalisation du Tournage Conique Il existe plusieurs méthodes pour réaliser un cône sur un tour parallèle, chacune adaptée à des situations spécifiques. ###### 1. Décalage de la contre-pointe Cette méthode est souvent utilisée pour les cônes longs et peu prononcés. Elle consiste à décaler légèrement l'axe de la contre-pointe par rapport à l'axe de la broche principale. L'outil, se déplaçant parallèlement à l'axe de la broche, enlèvera plus de matière d'un côté de la pièce que de l'autre, créant ainsi le cône. **Calcul du décalage (d) :** \[ d = L_{totale} \times \frac{D_G - D_P}{2L_C} \] Où : * \( d \) = décalage de la contre-pointe * \( L_{totale} \) = longueur totale de la pièce * \( D_G \) = grand diamètre du cône * \( D_P \) = petit diamètre du cône * \( L_C \) = longueur du cône ###### 2. Utilisation du chariot supérieur orientable Cette méthode est idéale pour les cônes courts et avec un angle plus prononcé. Le chariot supérieur (petit chariot) peut être orienté selon l'angle souhaité. L'avance est alors donnée manuellement avec le volant du chariot supérieur. ###### 3. Dispositif de tournage conique (copieur) Certains tours sont équipés d'un dispositif spécial appelé « copieur » qui guide l'outil selon un profil de cône préétabli. Cette méthode est très précise et utilisée pour la production en série ou des cônes de grande longueur. #### II. Le Filetage à l’Outil Le filetage consiste à créer des filets (ou pas de vis) sur une pièce cylindrique (tige, vis) ou à l'intérieur d'un alésage (écrou). Le filetage à l'outil se fait avec un seul outil coupant spécifique, contrairement aux tarauds et filières. ##### A. Principes de Base du Filetage * **Pas (p) :** Distance entre deux sommets de filets consécutifs. C'est la distance parcourue par la vis en un tour. * **Profondeur de filet :** La distance radiale entre le sommet et le fond du filet. * **Angle de profil du filet :** L'angle formé par les flancs du filet (ex: 60° pour le filetage métrique). * **Sens de filetage :** Droit (sens horaire) ou gauche (sens anti-horaire). ##### B. Préparation et Réglage pour le Filetage 1. **Choix de l'outil :** Un outil à fileter mono-pointe avec le profil et l'angle corrects pour le type de filet désiré (ex: 60° pour ISO métrique, 55° pour Whitworth). 2. **Positionnement de l'outil :** L'outil doit être parfaitement centré et son tranchant aligné avec l'axe de la pièce. L'angle d'hélice doit être compensé en inclinant légèrement l'outil ou le chariot supérieur pour que le flanc de l'outil travaille correctement. 3. **Réglage de la boîte de vitesses :** Pour obtenir le pas de vis exact, il faut régler les leviers de la boîte de vitesses du tour pour synchroniser l'avance de l'outil avec la rotation de la broche. 4. **Réglage de la profondeur de passe :** Le filetage se fait par passes successives, en avançant progressivement l'outil à chaque passe (généralement avec le chariot transversal ou le chariot supérieur). ##### C. Exécution du Filetage * **Filetage extérieur :** L'outil avance le long de la pièce cylindrique pour créer le filet. * **Filetage intérieur :** L'outil est monté sur une barre d'alésage et pénètre dans un alésage pré-percé pour créer le filet intérieur. * **Utilisation du comparateur de filetage :** Pour engager correctement l'écrou fendu (moteur d'avance) au bon moment, le comparateur de filetage aide à synchroniser la position de l'outil avec celle du filetage précédent lors des passes multiples. ### Vocabulaire * **Cône :** Pièce dont le diamètre diminue ou augmente uniformément d'une extrémité à l'autre. * **Conicité :** La pente ou la différence de diamètre par unité de longueur d'un cône. Elle est souvent exprimée en rapport (ex: 1:20) ou en degrés. * **Contre-pointe :** Organe du tour qui supporte l'extrémité libre d'une pièce longue pour éviter sa flexion. * **Chariot supérieur (Petit chariot) :** Chariot monté sur le chariot transversal, orientable, utilisé pour les cônes courts ou le dressage d'angle. * **Filet :** La partie hélicoïdale d'une vis ou d'un écrou qui permet l'assemblage ou la transmission de mouvement. * **Pas (de vis) :** Distance axiale entre deux sommets de filets consécutifs sur une vis. * **Profondeur de filet :** Distance radiale mesurée entre le sommet et le fond d'un filet. * **Outil à fileter :** Outil coupant spécifique dont la forme du tranchant correspond au profil du filet à réaliser. * **Boîte de vitesses :** Mécanisme du tour permettant de choisir les vitesses de rotation et les avances pour le filetage et le chariotage. * **Comparateur de filetage :** Dispositif mécanique qui indique le bon moment pour enclencher l'avance automatique du tour lors du filetage, afin de garantir la reprise du filet à chaque passe. ### Exemples #### Exemple 1 : Calcul du décalage de contre-pointe Vous devez usiner un cône extérieur sur une pièce de 200 mm de longueur totale. Le cône doit avoir un grand diamètre \( D_G \) de 40 mm, un petit diamètre \( D_P \) de 30 mm, et une longueur de cône \( L_C \) de 80 mm. **Calcul :** \( d = 200 \times \frac{40 - 30}{2 \times 80} \) \( d = 200 \times \frac{10}{160} \) \( d = 200 \times 0.0625 \) \( d = 12.5 \) mm Le décalage de la contre-pointe sera de 12.5 mm. #### Exemple 2 : Préparation pour le filetage M10x1.5 Pour réaliser un filetage métrique M10x1.5 (diamètre nominal 10mm, pas 1.5mm) : 1. **Outil :** Utiliser un outil à fileter avec un angle de profil de 60°. 2. **Réglage du tour :** Ajuster la boîte de vitesses pour obtenir un pas de 1.5 mm. 3. **Profondeur de passe :** La profondeur théorique d'un filet métrique est d'environ \( 0.613 \times p \). Pour un pas de 1.5 mm, la profondeur est \( 0.613 \times 1.5 = 0.9195 \) mm. Vous devrez enlever cette matière en plusieurs passes (par exemple, 0.1 mm par passe jusqu'à la profondeur finale). ### Exercices 1. Définissez le tournage conique et le filetage à l'outil en vos propres mots. 2. Décrivez deux méthodes différentes pour réaliser un cône sur un tour parallèle. 3. Quels sont les trois paramètres essentiels à prendre en compte lors de la préparation d'une opération de filetage ? 4. Vous devez usiner un cône intérieur sur une pièce. Quel type de cône est-ce et comment pourriez-vous l'usiner si le cône est court et prononcé ? 5. Calculez le décalage de la contre-pointe nécessaire pour usiner un cône sur une pièce de 150 mm de long. Le cône doit avoir une longueur de 60 mm, un grand diamètre de 35 mm et un petit diamètre de 25 mm. ### Devoirs 1. Recherchez et décrivez au moins deux types de filets différents (par exemple, filet trapézoïdal, filet carré) et expliquez leurs applications principales. 2. Décrivez les principales précautions de sécurité spécifiques à l'opération de filetage sur un tour. 3. Faites un croquis annoté (dessin à main levée ou schéma) de la configuration d'un tour pour réaliser un **filetage intérieur**. 4. Expliquez comment le comparateur de filetage aide l'opérateur lors des opérations de filetage multi-passes. ### Résumé Dans cette leçon, nous avons exploré deux opérations complexes et fondamentales du tournage : le tournage conique et le filetage à l'outil. Nous avons vu que le **tournage conique** permet de créer des formes coniques essentielles pour de nombreuses applications, en utilisant des méthodes comme le décalage de la contre-pointe ou le chariot supérieur orientable. Le **filetage à l'outil**, quant à lui, est crucial pour produire des assemblages vissés, nécessitant une préparation minutieuse de l'outil et des réglages précis de la machine pour obtenir le bon pas et le bon profil de filet. La maîtrise de ces techniques avancées est un atout majeur pour tout professionnel de la mécanique. ## Les outils associés à ces opérations complexes ; ### Introduction Bienvenue à cette leçon dédiée aux opérations de tournage complexes et aux outils spécifiques nécessaires pour les réaliser. En technologie professionnelle, le tour est une machine-outil essentielle, mais pour créer des pièces avec des géométries non-standard comme des cônes, des filetages ou des formes excentriques, des outils et des méthodes bien précis sont indispensables. Cette leçon vous guidera à travers ces techniques avancées et vous présentera les outils qui vous permettront de maîtriser ces défis. ### Concepts Clés #### 1. Le Tournage Conique Le tournage conique consiste à produire des surfaces ayant la forme d'un cône. Cela est essentiel pour des pièces comme les cônes de Morse, les sièges de soupape ou des raccords. ##### Méthodes et outils: * **Déplacement du chariot supérieur:** Le chariot supérieur est orienté selon l'angle du cône désiré. L'outil avance alors selon cet angle. L'outil principal est le **burin à charioter**, et la configuration nécessite un **chariot supérieur orientable**. * **Déport de la contre-pointe:** La contre-pointe est décalée latéralement par rapport à l'axe de la broche. La pièce est tenue entre pointes, et l'outil usine une surface conique. Nécessite une **contre-pointe déportée**. * **Attachement conique:** Un dispositif spécialisé qui guide l'outil le long d'un profil conique prédéfini. C'est une solution plus complexe mais très précise pour la production en série. #### 2. Le Tournage Excentrique Le tournage excentrique est la fabrication de pièces dont l'axe de rotation n'est pas confondu avec l'axe de symétrie de la pièce. Les vilebrequins ou les cames sont des exemples typiques. ##### Outils spécifiques: * **Mandrin à 4 mors indépendants:** Permet de décentrer la pièce par rapport à l'axe du tour. * **Plateau à diviseur:** Utilisé pour positionner précisément les points de décentrement. * **Dispositifs excentriques:** Des montages spéciaux qui maintiennent la pièce dans une position décalée pendant l'usinage. #### 3. Le Tournage de Filetages Le filetage est l'opération de création de pas de vis, internes ou externes, sur une pièce. Il est crucial pour les fixations et les transmissions de mouvement. ##### Outils et techniques: * **Burins à fileter:** Outils dont la forme correspond au profil du filet (V, carré, trapézoïdal). Ils sont montés sur le porte-outil. * **Peignes à fileter:** Outils multi-dents pour un usinage plus rapide sur des filetages longs. * **Comparateurs de filets:** Utilisés pour vérifier le profil du filetage. * **Micromètres à filet:** Pour mesurer précisément le diamètre et le pas du filetage. * **Synchronisation:** Le mouvement de l'outil est synchronisé avec la rotation de la broche via le chariotage longitudinal et un train d'engrenages spécifique (ou programmation CNC) pour obtenir le pas de vis désiré \( P \). #### 4. Le Tournage de Formes Spéciales (Profilage) Cette opération permet de créer des profils complexes qui ne sont pas de simples cylindres ou cônes. ##### Méthodes et outils: * **Outils à profiler (form tools):** Outils dont le tranchant est taillé directement à la forme finale souhaitée de la pièce. Ils sont avancés radialement ou longitudinalement. * **Gabarits et copieurs:** Un palpeur suit un gabarit (forme de référence) et transmet le mouvement à l'outil, reproduisant le profil sur la pièce. On utilise des **copieurs hydrauliques** ou **électroniques**. * **Tours à commande numérique (CNC):** Les tours CNC sont idéaux pour le profilage, car ils peuvent suivre des trajectoires complexes programmées avec une grande précision. #### 5. L'Alésage L'alésage est une opération qui consiste à usiner un trou déjà existant pour en augmenter le diamètre, le rendre plus précis ou lui donner une surface de meilleure qualité. ##### Outils d'alésage: * **Barres d'alésage:** Supports rigides sur lesquels sont fixés les burins d'alésage. * **Burins d'alésage:** Petits outils coupants conçus pour travailler à l'intérieur d'un trou. * **Alésoirs:** Outils multi-dents utilisés pour calibrer très précisément un trou à la cote finale après un perçage ou un alésage préliminaire. ### Vocabulaire * **Tournage conique:** Opération de fabrication de pièces de forme conique. * **Tournage excentrique:** Opération de fabrication de pièces dont l'axe de rotation est décalé de l'axe de symétrie. * **Filetage:** Opération de création de pas de vis. * **Pas de vis \( P \):** Distance parcourue par l'écrou sur la vis en un tour complet. * **Burin à fileter:** Outil de coupe spécifique pour le filetage. * **Chariot supérieur:** Élément du tour qui supporte le porte-outil et peut être orienté. * **Contre-pointe:** Élément du tour qui soutient la pièce à l'extrémité opposée de la broche. * **Mandrin:** Dispositif de serrage de la pièce sur le tour. * **Alésage:** Opération d'usinage interne pour agrandir ou finir un trou. * **Outil à profiler:** Outil dont le tranchant a la forme exacte du profil à usiner. * **Gabarit:** Modèle ou forme de référence utilisé pour le copiage. * **Copieur:** Dispositif qui reproduit une forme à partir d'un gabarit. ### Exemples d'Applications * **Tournage conique:** Fabrication des cônes intérieurs des arbres d'outils, des logements de roulements coniques, des embouts de vannes. * **Tournage excentrique:** Usinage des portées de vilebrequins, de cames pour moteurs ou mécanismes, de leviers. * **Tournage de filetages:** Production de vis, d'écrous, de tiges filetées, de vis sans fin pour des vérins. * **Tournage de formes spéciales:** Création de profils décoratifs, de gorges spécifiques, de surfaces asphériques (lentilles), de moules pour l'injection. * **Alésage:** Finition de cylindres de moteurs, de logements de bagues ou de paliers, de trous pour des ajustements précis. ### Exercices 1. Listez trois méthodes différentes pour réaliser un tournage conique et nommez un outil associé à chaque méthode. 2. Quel type de mandrin est couramment utilisé pour le tournage excentrique et pourquoi est-il adapté à cette opération ? 3. Expliquez le rôle du chariotage longitudinal et du train d'engrenages (ou de la programmation CNC) lors de la réalisation d'un filetage. 4. Décrivez l'avantage principal des outils à profiler par rapport aux outils de tournage standard pour des formes complexes. 5. Quand utiliserait-on une barre d'alésage plutôt qu'un foret pour obtenir un trou précis ? ### Devoirs 1. Recherchez et dessinez le profil de trois types de filetages différents (par exemple, métrique, trapézoïdal, carré) et indiquez leurs applications courantes. 2. Identifiez un objet du quotidien qui présente une forme conique, une forme excentrique ou un filetage. Décrivez comment vous imagineriez sa fabrication sur un tour en utilisant les outils appropriés que nous avons étudiés. 3. Imaginez que vous devez usiner une pièce comportant une gorge de forme ondulée. Quels outils et quelles méthodes de tournage complexes envisageriez-vous d'utiliser ? Justifiez votre choix. ### Résumé Pour conclure, les opérations de tournage complexes sont indispensables pour fabriquer des pièces aux géométries variées et précises. Nous avons exploré le tournage conique, le tournage excentrique, le tournage de filetages, le profilage et l'alésage. Chacune de ces opérations requiert des outils et des techniques spécifiques, allant des burins à fileter aux mandrins spéciaux, en passant par les copieurs et les barres d'alésage. La maîtrise de ces outils et de ces méthodes est essentielle pour tout technicien en usinage souhaitant produire des composants de haute qualité avec précision et efficacité. La sécurité et la rigueur dans l'application de ces techniques sont primordiales. ## Calcul et choix des éléments de conditions de coupe ; ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur les opérations complexes de tournage ! Aujourd'hui, nous allons nous concentrer sur un aspect fondamental de l'usinage : le calcul et le choix des conditions de coupe. Comprendre et maîtriser ces éléments est crucial pour tout technicien en usinage, car cela influence directement la qualité des pièces, la durée de vie des outils et l'efficacité de la production. Nous apprendrons comment déterminer la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de passe pour obtenir les meilleurs résultats possibles lors du tournage. ### Concepts Clés #### 1. Les Conditions de Coupe Les conditions de coupe sont l'ensemble des paramètres techniques qui définissent la manière dont l'outil interagit avec la pièce à usiner. Elles comprennent principalement : * La vitesse de coupe (Vc) * L'avance (f) * La profondeur de passe (ap) #### 2. La Vitesse de Coupe (Vc) La vitesse de coupe est la vitesse linéaire à laquelle l'arête de coupe de l'outil se déplace par rapport à la surface de la pièce. Elle est exprimée en mètres par minute (m/min). * **Importance :** La Vc a un impact majeur sur la durée de vie de l'outil, l'état de surface de la pièce et la formation des copeaux. * **Formule de calcul :** La vitesse de coupe est directement liée au diamètre de la pièce (D) et à la vitesse de rotation de la broche (N). \[ V_c = \frac{\pi \cdot D \cdot N}{1000} \] Où : * \( V_c \) : Vitesse de coupe (m/min) * \( \pi \) : Constante pi (environ 3.14159) * \( D \) : Diamètre de la pièce à l'endroit de l'usinage (mm) * \( N \) : Vitesse de rotation de la broche (tours/minute, tr/min) * **Facteurs influençant Vc :** * Le matériau de la pièce à usiner (plus il est dur, plus la Vc est faible). * Le matériau et le revêtement de l'outil (carbure, céramique, etc.). * La rigidité de la machine et de la pièce. * L'état de surface souhaité. #### 3. L'Avance (f) L'avance est la distance que l'outil parcourt le long de l'axe de la pièce pour chaque tour de la broche. Elle est exprimée en millimètres par tour (mm/tr). * **Importance :** L'avance influence la rugosité de la surface usinée, l'épaisseur des copeaux et le temps d'usinage. * **Types d'avance :** * **Avance par tour (f) :** mm/tr (utilisée pour les calculs de base) * **Avance par minute (Vf) :** C'est la vitesse de déplacement linéaire de l'outil. Elle est calculée en multipliant l'avance par tour par la vitesse de rotation de la broche. \[ V_f = f \cdot N \] Où : * \( V_f \) : Avance par minute (mm/min) * \( f \) : Avance par tour (mm/tr) * \( N \) : Vitesse de rotation (tr/min) * **Facteurs influençant f :** * La finition de surface requise (plus la finition est fine, plus l'avance est faible). * La résistance de l'outil. * La puissance de la machine. * L'évacuation des copeaux. #### 4. La Profondeur de Passe (ap) La profondeur de passe est la quantité de matière enlevée radialement en une seule passe de l'outil. Elle est exprimée en millimètres (mm). * **Importance :** La profondeur de passe détermine le volume de matière enlevée et a un impact sur la puissance requise et l'effort de coupe. * **Facteurs influençant ap :** * La puissance disponible de la machine. * La résistance de l'outil et de son porte-outil. * La rigidité de la pièce et de son bridage. * La quantité de matière à enlever (ébauche ou finition). #### 5. Calcul du Temps d'Usinage (Tm) Le temps d'usinage est le temps nécessaire pour réaliser une opération de tournage sur une certaine longueur. * **Formule de calcul :** \[ T_m = \frac{L + L_A + L_R}{V_f} \] Où : * \( T_m \) : Temps d'usinage (min) * \( L \) : Longueur de la surface à usiner (mm) * \( L_A \) : Longueur d'approche (distance que l'outil parcourt avant d'entrer en matière, mm) * \( L_R \) : Longueur de dégagement (distance que l'outil parcourt après la fin de l'usinage, mm) * \( V_f \) : Avance par minute (mm/min) #### 6. Puissance de Coupe (Pc) La puissance de coupe est l'énergie nécessaire pour enlever la matière. Il est essentiel de s'assurer que la machine a la puissance suffisante pour les conditions de coupe choisies. * **Taux d'enlèvement de matière (Q) :** C'est le volume de matière enlevée par unité de temps. \[ Q = 1000 \cdot a_p \cdot f \cdot V_c \] Où : * \( Q \) : Taux d'enlèvement de matière (\( mm^3/min \)) * \( a_p \) : Profondeur de passe (mm) * \( f \) : Avance par tour (mm/tr) * \( V_c \) : Vitesse de coupe (m/min) * **Formule simplifiée de la puissance de coupe :** \[ P_c = \frac{K_c \cdot Q}{60 \cdot 10^3} \] Où : * \( P_c \) : Puissance de coupe (kW) * \( K_c \) : Pression spécifique de coupe (ou effort de coupe spécifique) (\( N/mm^2 \)). Cette valeur dépend du matériau de la pièce et de l'outil. * \( Q \) : Taux d'enlèvement de matière (\( mm^3/min \)) ### Vocabulaire * **Vitesse de coupe (Vc) :** Vitesse de l'arête de coupe par rapport à la pièce (m/min). * **Avance (f) :** Distance parcourue par l'outil par tour de pièce (mm/tr). * **Profondeur de passe (ap) :** Épaisseur de matière enlevée en une passe (mm). * **Temps d'usinage (Tm) :** Durée de l'opération d'usinage (min). * **Puissance de coupe (Pc) :** Puissance requise pour l'usinage (kW). * **Régime de rotation (N) :** Vitesse de rotation de la broche (tr/min). * **Broche :** Axe rotatif principal de la machine qui entraîne la pièce. * **Arête de coupe :** Partie de l'outil qui enlève la matière. * **Usinage :** Opération de fabrication par enlèvement de matière. * **Copeaux :** Petits fragments de matière enlevés lors de l'usinage. ### Exemples #### Exemple 1 : Calcul de la vitesse de rotation (N) Une pièce en acier de \( D = 50 \) mm doit être tournée avec une vitesse de coupe \( V_c = 150 \) m/min. Calculez la vitesse de rotation (N) de la broche. * **Formule :** Nous devons réarranger la formule de \( V_c \) pour trouver \( N \). \( N = \frac{1000 \cdot V_c}{\pi \cdot D} \) * **Calcul :** \( N = \frac{1000 \cdot 150}{\pi \cdot 50} \) \( N \approx \frac{150000}{157.08} \) \( N \approx 955 \) tr/min #### Exemple 2 : Calcul de l'avance par minute (Vf) Avec un régime de rotation de \( N = 955 \) tr/min et une avance par tour \( f = 0.2 \) mm/tr, calculez l'avance par minute (Vf). * **Formule :** \( V_f = f \cdot N \) * **Calcul :** \( V_f = 0.2 \cdot 955 \) \( V_f = 191 \) mm/min #### Exemple 3 : Calcul du temps d'usinage (Tm) Pour une longueur à usiner \( L = 100 \) mm, avec une approche \( L_A = 5 \) mm et un dégagement \( L_R = 2 \) mm, et une avance par minute \( V_f = 191 \) mm/min, calculez le temps d'usinage. * **Formule :** \( T_m = \frac{L + L_A + L_R}{V_f} \) * **Calcul :** \( T_m = \frac{100 + 5 + 2}{191} \) \( T_m = \frac{107}{191} \) \( T_m \approx 0.56 \) min (soit environ 33.6 secondes) ### Exercices 1. Une pièce en aluminium de \( D = 80 \) mm doit être usinée à \( N = 750 \) tr/min. Quelle est la vitesse de coupe \( V_c \) ? 2. Vous travaillez avec une vitesse de coupe recommandée de \( V_c = 200 \) m/min sur une pièce de \( D = 40 \) mm. Quel régime de rotation \( N \) devez-vous programmer ? 3. Un tour a une avance par minute \( V_f = 120 \) mm/min et un régime de rotation \( N = 600 \) tr/min. Quelle est l'avance par tour \( f \) ? 4. Calculez le temps d'usinage pour une opération de surfaçage de \( 30 \) mm de longueur, avec une approche de \( 3 \) mm et un dégagement de \( 1 \) mm, et une avance par minute de \( 80 \) mm/min. 5. Calculez le taux d'enlèvement de matière \( Q \) si \( a_p = 2 \) mm, \( f = 0.3 \) mm/tr et \( V_c = 180 \) m/min. ### Devoir 1. **Recherche :** Faites une recherche sur l'influence du matériau de l'outil et du matériau de la pièce sur le choix des conditions de coupe. Préparez un court paragraphe expliquant pourquoi un outil en carbure ne peut pas toujours être utilisé à la même Vc qu'un outil en HSS (acier rapide). 2. **Problème complexe :** Vous devez usiner une pièce en acier inoxydable (\( K_c = 1800 \) \( N/mm^2 \)) de \( 120 \) mm de long et \( 60 \) mm de diamètre. Vous voulez réduire son diamètre à \( 56 \) mm en une seule passe d'ébauche. Les conditions de coupe sont les suivantes : \( V_c = 100 \) m/min, \( f = 0.25 \) mm/tr. Prenez \( L_A = 5 \) mm et \( L_R = 2 \) mm. * a) Calculez la profondeur de passe \( a_p \). * b) Calculez le régime de rotation \( N \) (arrondissez à l'entier le plus proche). * c) Calculez l'avance par minute \( V_f \). * d) Calculez le temps d'usinage \( T_m \). * e) Calculez le taux d'enlèvement de matière \( Q \). * f) Calculez la puissance de coupe \( P_c \) requise. Votre machine a une puissance maximale de \( 4 \) kW, est-elle suffisante ? ### Résumé Dans cette leçon, nous avons exploré les éléments fondamentaux des conditions de coupe en tournage : la vitesse de coupe (Vc), l'avance (f) et la profondeur de passe (ap). Nous avons vu que le choix judicieux de ces paramètres est essentiel pour optimiser la production, garantir la qualité des pièces et prolonger la durée de vie des outils. Nous avons appris à calculer la vitesse de rotation, l'avance par minute, le temps d'usinage, le taux d'enlèvement de matière et la puissance de coupe. La maîtrise de ces calculs vous permettra de planifier vos opérations d'usinage de manière efficace et professionnelle. ## Procédés de tournage conique (par orientation du chariot porte outil) et de filetage à l’outil ; ### Introduction Bienvenue à cette leçon cruciale sur deux opérations fondamentales en tournage : le tournage conique et le filetage. Maîtriser ces techniques est essentiel pour la fabrication de nombreuses pièces mécaniques, qu'il s'agisse d'assembler des composants ou d'assurer des transmissions de mouvement. Nous nous concentrerons particulièrement sur le tournage conique par orientation du chariot porte-outil et sur les étapes détaillées du filetage à l'outil. ### Concepts Clés #### 1. Procédés de Tournage Conique par Orientation du Chariot Porte-Outil ##### 1.1 Qu'est-ce qu'un cône ? Un cône, en mécanique, est une surface de révolution dont le diamètre varie de manière linéaire le long de son axe. On distingue les cônes externes (pièce allant en diminuant de diamètre) et les cônes internes (alésage conique). Ils sont utilisés pour l'accouplement de pièces (mandrins, cônes Morse), les étanchéités ou l'esthétique. ##### 1.2 Méthodes de Tournage Conique Il existe plusieurs méthodes pour usiner des cônes sur un tour : * **Décalage de la contre-pointe :** Pour les cônes longs et peu prononcés. * **Règle à copier :** Pour les cônes de diverses longueurs et angles, y compris des formes complexes. * **Orientation du chariot porte-outil (chariot supérieur ou composé) :** C'est la méthode que nous allons étudier en détail, idéale pour les cônes courts et à forte pente. ##### 1.3 Principe de l'Orientation du Chariot Porte-Outil Cette méthode consiste à incliner le chariot porte-outil (le petit chariot supérieur sur lequel est fixé l'outil) d'un angle précis par rapport à l'axe de la pièce. L'avance est ensuite donnée manuellement via la vis du chariot porte-outil. L'outil décrit alors un trajet incliné, créant ainsi la surface conique. Cette technique est préférée pour sa simplicité de réglage et sa précision sur de courtes longueurs. ##### 1.4 Calcul de l'Angle d'Orientation Pour calculer l'angle \( \alpha \) à afficher sur le chariot porte-outil, nous utilisons les dimensions du cône : * \( D \) : Grand diamètre du cône * \( d \) : Petit diamètre du cône * \( L \) : Longueur du cône La formule pour l'angle du demi-cône est : \[ \tan \alpha = \frac{D-d}{2L} \] Pour trouver l'angle \( \alpha \) en degrés, vous utiliserez la fonction arc tangente (\( \text{arctan} \) ou \( \tan^{-1} \)) de votre calculatrice : \[ \alpha = \text{arctan} \left( \frac{D-d}{2L} \right) \] Cet angle \( \alpha \) est celui que vous devrez régler sur le plateau gradué du chariot porte-outil. ##### 1.5 Réglage et Procédure 1. **Calcul :** Déterminer l'angle \( \alpha \) nécessaire. 2. **Orientation :** Desserrer le chariot porte-outil et l'incliner à l'angle calculé sur sa graduation. Resserrer solidement. 3. **Positionnement de l'outil :** Centrer l'outil et l'avancer pour qu'il effleure le grand diamètre du cône. 4. **Usinage :** Effectuer des passes successives en avançant manuellement avec la manivelle du chariot porte-outil. Retirer l'outil à la fin de chaque passe avant de revenir en arrière pour éviter de marquer la pièce. 5. **Contrôle :** Mesurer les diamètres D et d sur la longueur L pour vérifier la conformité du cône. Ajuster l'angle si nécessaire après quelques passes d'essai. ##### 1.6 Avantages et Inconvénients * **Avantages :** Grande précision pour les cônes courts, réglage simple et rapide, permet d'usiner des angles de cône importants. * **Inconvénients :** Limité par la course du chariot porte-outil, l'avance est manuelle (ne permet pas l'utilisation de l'avance automatique), difficile pour les cônes très longs. #### 2. Filetage à l'Outil ##### 2.1 Qu'est-ce qu'un Filetage ? Un filetage est une hélice usinée sur une pièce cylindrique (filetage extérieur) ou dans un alésage (filetage intérieur). Il sert principalement à l'assemblage (vis, écrous) ou à la transmission de mouvement (vis sans fin, vis-mères). ##### 2.2 Types de Filetages (aperçu) Il existe plusieurs normes de filetages, les plus courantes étant : * **Filetage métrique (ISO) :** Profil en V à 60°, utilisé partout dans le monde. * **Filetage Withworth :** Profil en V à 55°, surtout au Royaume-Uni. * **Filetage Trapézoïdal :** Profil trapézoïdal, utilisé pour la transmission de mouvement (vis-mères). Nous nous concentrerons sur le filetage métrique extérieur. ##### 2.3 Procédure de Filetage au Tour Le filetage au tour est une opération de précision qui nécessite une synchronisation parfaite entre la rotation de la broche (pièce) et l'avance du chariot (outil). 1. **Préparation de la Pièce :** * Usiner la pièce au diamètre nominal du filetage (diamètre extérieur de la vis). * Réaliser un chanfrein d'entrée de filetage d'environ 45° pour faciliter l'entrée de l'outil et éviter l'arrachement de matière. 2. **Choix et Positionnement de l'Outil :** * Utiliser un outil à fileter spécifique (carbure ou HSS) avec l'angle de coupe approprié (60° pour le métrique). * Positionner l'outil parfaitement au centre de la pièce et perpendiculairement à l'axe de la pièce. Utiliser un calibre à filet (peigne à filet) pour vérifier l'alignement. 3. **Réglage du Pas (Pitch) :** * Le pas (\( P \)) est la distance axiale parcourue par la vis en un tour complet. C'est la caractéristique principale d'un filetage. * Régler la boîte d'avance du tour pour obtenir le pas désiré. Cela synchronise la vitesse de rotation de la broche avec la vitesse d'avance du chariot principal (via la vis mère). 4. **Vitesse de Coupe :** * Le filetage s'effectue à des vitesses de coupe relativement lentes pour permettre un contrôle précis et éviter l'usure prématurée de l'outil et l'échauffement excessif. 5. **Profondeur de Passe :** * Le filetage se réalise en de multiples passes successives, en avançant l'outil progressivement en profondeur. * La profondeur de filet pour un filetage métrique standard est : \[ h = 0.613 \times P \] * Le diamètre à fond de filet (diamètre intérieur) pour une vis est : \[ D_{int} = D_{ext} - 2h \] * Pour une meilleure évacuation des copeaux et une meilleure durée de vie de l'outil, il est courant d'incliner le chariot porte-outil à 29° ou 30° (pour les filetages métriques). L'avance en profondeur se fait alors principalement avec la manivelle du chariot porte-outil, et non avec le chariot transversal. 6. **Usinage :** * Engager le filetage en enclenchant le charriot sur la vis mère au bon moment (si le tour n'a pas un cadran diviseur de filetage ou un système d'enclenchement automatique). * Effectuer la première passe peu profonde. Retirer l'outil de la pièce en reculant le chariot transversal avant de ramener le chariot longitudinal à sa position de départ. * Ajouter une profondeur de passe avec le chariot porte-outil (incliné) pour la passe suivante. * Répéter l'opération jusqu'à atteindre la profondeur de filet désirée. 7. **Contrôle :** * Utiliser un peigne à filet pour vérifier le profil et le pas. * Utiliser une bague filetée (pour les filetages extérieurs) ou un tampon fileté (pour les filetages intérieurs) pour vérifier l'ajustement du filetage. ### Vocabulaire * **Cône :** Pièce ou surface dont le diamètre varie progressivement. * **Chariot porte-outil (ou chariot supérieur, composé) :** Partie du tour qui porte l'outil et peut être orientée pour usiner des cônes ou pour l'avance de profondeur en filetage. * **Filetage :** Hélice usinée sur une pièce pour l'assemblage ou la transmission. * **Pas (\( P \)) :** Distance parcourue axialement par un filet en un tour. * **Diamètre nominal :** Le diamètre extérieur d'un filetage de vis. * **Diamètre à fond de filet :** Le diamètre le plus petit d'un filetage de vis, à la base du filet. * **Outil à fileter :** Outil de coupe avec un profil spécifique pour usiner les filets. * **Peigne à filet (ou jauge à filet) :** Gabarit utilisé pour vérifier le pas et le profil d'un filetage. * **Vis mère :** Vis de précision du tour qui entraîne le chariot pour les avances automatiques ou le filetage. ### Exemples #### Exemple 1 : Calcul d'angle de cône Vous devez usiner un cône externe avec un grand diamètre \( D = 40 \text{ mm} \), un petit diamètre \( d = 30 \text{ mm} \) sur une longueur \( L = 50 \text{ mm} \). **Calcul de l'angle du chariot porte-outil :** \[ \tan \alpha = \frac{D-d}{2L} = \frac{40-30}{2 \times 50} = \frac{10}{100} = 0.1 \] \[ \alpha = \text{arctan}(0.1) \approx 5.71 \text{ degrés} \] Vous devrez régler votre chariot porte-outil à environ 5.71°. #### Exemple 2 : Paramètres de filetage Vous devez réaliser un filetage M20x2.5 (métrique, diamètre nominal 20 mm, pas 2.5 mm). 1. **Diamètre de la pièce brute :** \( 20 \text{ mm} \) (précisément 20 mm). 2. **Profondeur théorique du filet :** \[ h = 0.613 \times P = 0.613 \times 2.5 = 1.5325 \text{ mm} \] 3. **Diamètre à fond de filet :** \[ D_{int} = D_{ext} - 2h = 20 - 2 \times 1.5325 = 20 - 3.065 = 16.935 \text{ mm} \] 4. **Réglage de la boîte d'avance :** Régler le tour pour un pas de \( 2.5 \text{ mm} \). 5. **Orientation du chariot porte-outil :** Si vous utilisez la méthode d'avance inclinée, réglez-le à 29° ou 30°. ### Exercices #### Exercice 1 : Tournage conique Un cône doit être usiné avec les caractéristiques suivantes : \( D = 60 \text{ mm} \), \( d = 45 \text{ mm} \), \( L = 75 \text{ mm} \). 1. Quel angle devez-vous régler sur le chariot porte-outil pour usiner ce cône ? 2. Si la course maximale de votre chariot porte-outil est de 100 mm, cette méthode est-elle appropriée pour usiner ce cône en une seule passe effective ? (Réfléchissez à la longueur du cône par rapport à la course de l'outil). #### Exercice 2 : Filetage Vous devez réaliser un filetage M16x2.0. 1. Quel doit être le diamètre de la pièce avant de commencer le filetage ? 2. Calculez la profondeur de filet \( h \). 3. Quel sera le diamètre à fond de filet \( D_{int} \) ? 4. Décrivez l'importance de l'orientation de l'outil à 29° ou 30° pour le filetage et comment cela affecte l'usure de l'outil. ### Devoirs 1. Recherchez et décrivez au moins deux autres méthodes de tournage conique (autres que l'orientation du chariot porte-outil) et expliquez leurs avantages et inconvénients par rapport à la méthode étudiée. 2. Comparez les filetages métriques et Withworth. Quels sont leurs principaux points communs et leurs différences (profil, angle, usages) ? 3. Imaginez que vous devez usiner une pièce conique d'une longueur de 200 mm avec un angle de cône total de 10°. Expliquez pourquoi la méthode d'orientation du chariot porte-outil pourrait être inadaptée et quelle autre méthode vous choisiriez à la place, en justifiant votre choix. ### Résumé Cette leçon nous a permis d'explorer en profondeur deux techniques fondamentales du tournage : le tournage conique par orientation du chariot porte-outil et le filetage à l'outil. Nous avons vu que le tournage conique par chariot porte-outil est idéal pour les cônes courts et prononcés, nécessitant un calcul précis de l'angle à régler. Le filetage, quant à lui, demande une préparation rigoureuse de la pièce, un choix judicieux de l'outil et de la vitesse, ainsi qu'une synchronisation parfaite des mouvements du tour pour créer l'hélice du filet. La maîtrise de ces compétences est essentielle pour tout professionnel de la mécanique, ouvrant la porte à la fabrication de pièces complexes et fonctionnelles. N'oubliez pas l'importance des contrôles réguliers pour garantir la qualité de vos usinages. ## Modes opératoires des différents procédés. ### Introduction Dans le domaine de la technologie professionnelle, le tournage est une opération d'usinage essentielle qui permet de créer des pièces de révolution. Au-delà des opérations de tournage simples, il existe une multitude de procédés complexes qui nécessitent une compréhension approfondie et des méthodes opératoires spécifiques. Ce cours explore les différentes techniques de tournage avancé, les réglages machine associés, et les précautions à prendre pour réaliser des pièces complexes avec précision et sécurité. ### Concepts Clés #### Rappel sur le Tournage Le tournage consiste à enlever de la matière d'une pièce en rotation à l'aide d'un outil coupant. L'outil avance linéairement, créant une surface cylindrique, conique ou autre. * **Principes de base:** * La pièce tourne (mouvement de coupe principal). * L'outil avance (mouvement d'avance). * L'outil pénètre dans la matière (profondeur de passe). * **Types de tours:** * **Tours conventionnels:** Opérés manuellement, nécessitent l'habileté de l'opérateur. * **Tours à commande numérique (CNC):** Programmés, offrent une grande précision et répétabilité, idéaux pour les séries et les pièces complexes. #### Opérations Complexes de Tournage ##### Tournage Conique Le tournage conique consiste à réaliser une surface dont le diamètre varie progressivement sur sa longueur. Le cône est défini par son angle ou par la différence de diamètre sur une longueur donnée. * **Méthodes de réalisation:** * **Déport de la contre-pointe:** La contre-pointe est décalée par rapport à l'axe du tour. Cette méthode est adaptée pour les cônes longs et peu prononcés. Le déport \( e \) est calculé par la formule: \[ e = L \frac{D-d}{2L_{p}} \] Où \( L \) est la longueur du cône, \( D \) le grand diamètre, \( d \) le petit diamètre et \( L_p \) la longueur totale de la pièce à usiner entre-pointes. * **Utilisation du chariot orientable (chariot supérieur):** L'outil est monté sur un chariot qui peut être orienté selon l'angle du cône. Cette méthode est idéale pour les cônes courts et de grands angles. * **Utilisation d'un copieur ou d'une machine CNC:** Pour les cônes complexes ou les productions en série, ces méthodes garantissent une grande précision. ##### Tournage Excentré Le tournage excentré consiste à usiner des surfaces cylindriques dont l'axe est décalé par rapport à l'axe principal de la pièce. Cette opération est couramment utilisée pour la fabrication de vilebrequins, d'arbres à cames, ou de manivelles. * **Principes:** La pièce est montée dans un mandrin excentrique ou entre-pointes avec des tocages de déport, ou par l'utilisation de plateaux spéciaux. * **Applications:** Pièces asymétriques, mécanismes de transmission de mouvement. ##### Filetage au Tour Le filetage consiste à réaliser une hélice sur une surface cylindrique ou conique, créant ainsi une vis ou un écrou. Le filetage peut être extérieur ou intérieur. * **Types de filets:** * **Filets métriques (M):** Profil triangulaire, pas en mm. * **Filets Withworth (W):** Profil triangulaire, pas en pouces. * **Filets trapézoïdaux (Tr):** Pour les vis de puissance. * **Paramètres clés:** * **Pas (p):** Distance entre deux sommets de filets consécutifs. * **Profondeur de filet (H):** Hauteur de l'hélice. * **Angle de profil:** Angle des flancs du filet (ex: 60° pour métrique, 55° pour Withworth). * **Méthodes de filetage:** * **À l'outil unique:** L'outil suit une trajectoire hélicoïdale, avançant d'un pas par tour de pièce. * **Au peigne (taraudage/filetage):** Utilisation d'un outil multi-dents pour une réalisation rapide (plus courant en production de masse ou pour des diamètres standards). ##### Moletage Le moletage est une opération qui permet de créer des motifs en relief (généralement droits, inclinés ou croisés) sur la surface d'une pièce. Son objectif est d'améliorer la prise en main (ex: poignées d'outils) ou d'assurer un ajustement par frottement (ex: pour des inserts). * **Outils:** Molettes rotatives montées sur un porte-molette. * **Réglages:** Vitesse de rotation faible, avance faible, pression progressive. ##### Perçage et Alésage au Tour Bien que principalement une machine de tournage, un tour peut être utilisé pour percer et aléser des trous coaxiaux avec l'axe de la pièce. * **Perçage:** Utilisation d'un foret monté dans le mandrin de la contre-pointe (pour petits diamètres) ou dans un porte-outil sur le chariot (pour grands diamètres). * **Alésage:** Élargissement et finition d'un trou préalablement percé, avec un outil d'alésage monté sur le chariot. L'alésage permet d'obtenir une grande précision dimensionnelle et un bon état de surface. #### Préparation et Réglage des Machines La réussite des opérations complexes dépend grandement de la préparation. * **Choix des outils:** * **Géométrie:** Angle de coupe, angle de dépouille adaptés au matériau et à l'opération. * **Matériaux d'outils:** Acier rapide (HSS), carbure, céramique, etc., choisis en fonction de la dureté du matériau de la pièce et de la vitesse de coupe. * **Calcul des paramètres de coupe:** * **Vitesse de coupe (Vc):** Vitesse à laquelle la matière est coupée par l'outil, exprimée en mètres par minute (m/min). \[ V_c = \frac{\pi \cdot D \cdot N}{1000} \] Où \( D \) est le diamètre de la pièce en mm et \( N \) est la vitesse de rotation en tr/min. * **Vitesse de rotation (N):** Peut être calculée à partir de \( V_c \). \[ N = \frac{1000 \cdot V_c}{\pi \cdot D} \] * **Avance (f):** Distance parcourue par l'outil par tour de pièce (mm/tr) ou par minute (mm/min). * **Profondeur de passe (ap):** Épaisseur de la couche de matière enlevée à chaque passe. * **Montage et alignement de la pièce:** Assurer une fixation rigide et un alignement précis pour éviter les vibrations et les erreurs dimensionnelles. * **Sécurité:** Port des EPI (Équipements de Protection Individuelle), arrêt d'urgence, carters de protection. ### Vocabulaire * **Tournage conique:** Opération de tournage produisant une forme conique. * **Tournage excentré:** Usinage d'une surface dont l'axe est décalé par rapport à l'axe principal. * **Filetage:** Création d'une hélice (filet) sur une pièce pour un accouplement vissé. * **Moletage:** Réalisation de motifs en relief sur une surface pour améliorer la prise. * **Alésage:** Opération de finition d'un trou pour en améliorer la précision et l'état de surface. * **Pas (de vis):** Distance axiale entre deux filets successifs. * **Vitesse de coupe (Vc):** Vitesse relative entre l'outil et la pièce au point de coupe. * **Avance (f):** Déplacement de l'outil par tour ou par unité de temps. * **Profondeur de passe (ap):** Épaisseur de matière enlevée en une seule passe. * **Contre-pointe:** Élément du tour qui soutient l'extrémité d'une pièce longue. * **Chariot orientable:** Chariot permettant d'orienter l'outil pour des usinages angulaires (cônes). * **Mandrin:** Dispositif de serrage de la pièce à usiner. ### Exemples 1. **Calcul de la vitesse de rotation:** Pour tourner un axe de diamètre \( D = 50 \) mm en acier, avec une vitesse de coupe recommandée de \( V_c = 120 \) m/min, la vitesse de rotation \( N \) sera: \[ N = \frac{1000 \cdot 120}{\pi \cdot 50} \approx 764 \text{ tr/min} \] 2. **Séquence de tournage conique par chariot orientable:** Pour réaliser un cône de 30° sur une pièce: * Régler le chariot orientable à 15° (la moitié de l'angle total du cône par rapport à l'axe de la pièce). * Mettre la pièce en rotation et avancer l'outil progressivement pour réaliser la surface conique. 3. **Filetage M10:** Pour fileter une vis M10x1.5 (diamètre nominal 10mm, pas 1.5mm): * Préparer le diamètre extérieur à 10mm. * Monter un outil à fileter au profil 60°. * Régler le pas de la machine à 1.5mm. * Réaliser les passes successives jusqu'à obtenir le profil de filet complet, en veillant à la profondeur. ### Exercices 1. **QCM:** Quelle méthode de tournage conique est la plus adaptée pour un cône très long et peu incliné? a) Chariot orientable b) Déport de la contre-pointe c) Copieur 2. **Calcul:** Une pièce de diamètre \( D = 30 \) mm doit être usinée avec une vitesse de coupe de \( V_c = 90 \) m/min. Calculez la vitesse de rotation \( N \) en tr/min. 3. **Application:** Pour quelle opération utiliserait-on des molettes? Décrivez brièvement son objectif. ### Devoir 1. Recherchez et décrivez les principales différences entre les filets ISO métriques et les filets Whitworth en termes de profil et d'angle. 2. Vous devez réaliser une pièce ayant un diamètre de \( 40 \) mm sur une longueur de \( 50 \) mm, suivi d'un cône réduisant le diamètre à \( 20 \) mm sur une longueur de \( 30 \) mm, et enfin un filetage M20x2.5 sur \( 25 \) mm. Décrivez les différentes étapes opératoires, les outils nécessaires et les paramètres de coupe (\( V_c \) = 100 m/min pour le dégrossissage, \( V_c \) = 120 m/min pour la finition) pour chaque section. 3. Quelles sont les vérifications de sécurité essentielles avant de démarrer une opération de tournage complexe? ### Résumé Ce cours a détaillé les modes opératoires des principaux procédés de tournage complexes, incluant le tournage conique, excentré, le filetage, le moletage, le perçage et l'alésage. Nous avons souligné l'importance du choix des outils, du calcul précis des paramètres de coupe et des réglages machine pour garantir la précision et la qualité des pièces. La maîtrise de ces techniques, combinée à une stricte application des règles de sécurité, est fondamentale pour tout professionnel de l'usinage. ## Modes opératoires des différents procédés. ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur les modes opératoires des différents procédés de tournage complexe ! En technologie professionnelle, la capacité à réaliser des pièces avec des formes variées et précises est essentielle. Aujourd'hui, nous allons explorer les techniques et les calculs nécessaires pour des opérations de tournage au-delà du simple cylindrage, incluant le tournage conique, excentrique, sphérique et le filetage. Comprendre ces méthodes vous permettra d'aborder des fabrications plus sophistiquées et d'utiliser le tour de manière plus efficace et polyvalente. ### Concepts Clés #### 1. Le Tournage Conique Le tournage conique consiste à usiner une pièce de forme conique, c'est-à-dire avec un diamètre qui varie progressivement le long de son axe. Une surface conique est définie par son grand diamètre \( D \), son petit diamètre \( d \) et sa longueur \( L \). L'angle de conicité \( \alpha \) ou la pente \( K \) sont des paramètres clés. ##### Méthodes de Tournage Conique * **Déport de la contre-pointe**: * **Principe**: On décale l'axe de la contre-pointe par rapport à l'axe de la broche. La pièce est maintenue entre pointes. Le chariot longitudinal se déplace parallèlement à la ligne de centre décalée, créant ainsi le cône. * **Calcul du déport \( D_c \)**: \( D_c = \frac{L_p (D-d)}{2L} \) où \( L_p \) est la longueur totale de la pièce et \( L \) la longueur du cône. * **Avantages**: Grande précision pour les cônes longs et peu prononcés. * **Inconvénients**: Ne permet pas de faire des cônes intérieurs et peut induire des contraintes dans la pièce. * **Utilisation du chariot supérieur orientable (chariot porte-outil)**: * **Principe**: Le chariot supérieur est orienté selon l'angle de conicité désiré. L'avance est donnée manuellement via le volant du chariot supérieur. * **Calcul de l'angle d'orientation \( \alpha \)**: \( \tan \alpha = \frac{D-d}{2L} \) * **Avantages**: Simple à régler, idéal pour les cônes courts et prononcés, cônes intérieurs possibles. * **Inconvénients**: Opération manuelle, limitée par la course du chariot supérieur, moins précis pour les grandes longueurs. * **Utilisation d'un appareil à tourner conique**: * **Principe**: Un guide règle l'inclinaison de la trajectoire de l'outil, indépendamment du mouvement du chariot longitudinal. * **Avantages**: Précision élevée, pas de déport de la contre-pointe, convient pour cônes intérieurs et extérieurs, production en série. * **Inconvénients**: Nécessite un équipement spécifique, plus complexe à régler. #### 2. Le Tournage Excentrique Le tournage excentrique vise à réaliser des surfaces cylindriques dont l'axe est décalé par rapport à l'axe principal de la pièce (ex: vilebrequins, cames). L'excentricité \( e \) est la distance entre les deux axes. ##### Méthodes de Tournage Excentrique * **Utilisation d'un mandrin à quatre mors indépendants**: * **Principe**: La pièce est serrée dans le mandrin de manière à ce que l'axe à usiner soit décalé de la valeur de l'excentricité. On utilise un comparateur pour vérifier le décentrage. * **Avantages**: Simple à mettre en œuvre pour des petites séries. * **Inconvénients**: Long à régler, requiert de la dextérité et de la patience. * **Utilisation d'un montage spécial (disque d'excentrage ou montage sur plateau)**: * **Principe**: Un dispositif intermédiaire permet de positionner la pièce avec l'excentricité souhaitée de manière répétable. * **Avantages**: Précision et répétabilité accrues, idéal pour les séries moyennes. * **Inconvénients**: Nécessite la conception et la fabrication du montage. #### 3. Le Tournage Sphérique Le tournage sphérique consiste à créer des surfaces en forme de sphère ou de partie de sphère (ex: rotules, sièges de vannes). ##### Méthodes de Tournage Sphérique * **Avec un outil de forme**: * **Principe**: Un outil dont la forme correspond au rayon de la sphère est utilisé pour tailler la surface en une seule passe ou plusieurs passes légères. * **Avantages**: Rapide pour les petites sphères et production en série. * **Inconvénients**: Coût de l'outil, limité à un seul rayon, finition difficile. * **Avec un appareil à rayonner (dispositif spécifique)**: * **Principe**: L'outil est monté sur un support qui pivote autour d'un point fixe correspondant au centre de la sphère à usiner. * **Avantages**: Grande précision, permet de réaliser différents rayons avec le même appareil. * **Inconvénients**: Réglage délicat, nécessite un équipement spécialisé. * **Programmation CNC (Commande Numérique par Ordinateur)**: * **Principe**: La machine-outil suit une trajectoire programmée qui décrit la forme sphérique. Ceci implique souvent l'interpolation circulaire sur deux axes (X et Z). * **Avantages**: Très grande précision et flexibilité pour des formes complexes, production automatisée. * **Inconvénients**: Nécessite une machine CNC et des compétences en programmation. #### 4. Le Tournage de Filetages Le filetage consiste à usiner une hélice sur une surface cylindrique (vis) ou à l'intérieur d'un alésage (écrou). Les filetages sont caractérisés par leur pas \( p \) (distance entre deux filets consécutifs) et leur profil (métrique, trapézoïdal, etc.). ##### Méthodes de Tournage de Filetages * **Réglage du tour**: La boîte de vitesses du tour est réglée pour synchroniser l'avance de l'outil avec la rotation de la pièce afin que l'outil parcoure une distance égale au pas pour chaque tour de la pièce. * **Outil de filetage**: Utilisation d'un outil dont la forme correspond au profil du filet à réaliser (ex: 60° pour le filetage métrique). * **Passes successives**: Le filetage est réalisé en plusieurs passes de faible profondeur, l'outil étant à chaque fois avancé radialement et usinant sur toute la longueur du filet. * **Avance**: L'avance longitudinale est égale au pas \( p \) du filetage. Pour un filetage métrique, la profondeur de passe peut être déterminée par \( h = 0.6134 \times p \). * **Angle d'hélice \( \psi \)**: L'angle d'hélice du filet peut être calculé par \( \tan \psi = \frac{p}{\pi D_m} \) où \( D_m \) est le diamètre moyen du filet. ### Vocabulaire * **Conicité**: La mesure de la diminution ou de l'augmentation du diamètre d'une pièce le long de son axe. * **Déport de contre-pointe**: Le décalage de l'axe de la contre-pointe pour réaliser un cône. * **Excentricité**: La distance entre deux axes parallèles, utilisée pour les pièces dont le centre de rotation est décalé. * **Filetage**: Opération d'usinage qui crée une hélice sur une surface cylindrique ou conique. * **Pas (d'un filetage)**: La distance axiale entre deux filets consécutifs d'une vis ou d'un écrou. * **Pente (d'un cône)**: Rapport entre la différence de diamètre et la longueur du cône. \( K = \frac{D-d}{L} \). * **Mandrin à mors indépendants**: Un mandrin dont chaque mors peut être ajusté individuellement, permettant le serrage de pièces excentriques ou de formes irrégulières. * **Appareil à rayonner**: Un dispositif spécifique utilisé sur un tour pour usiner des surfaces sphériques en faisant pivoter l'outil autour d'un point fixe. * **CNC (Commande Numérique par Ordinateur)**: Système automatisé qui contrôle les mouvements de la machine-outil via un programme informatique. ### Exemples Pratiques 1. **Fabrication d'un cône Morse**: Pour un cône de broche ou un manchon de réduction, le déport de la contre-pointe est souvent utilisé pour sa précision sur de longues portées, ou un appareil à tourner conique pour la production. 2. **Usinage d'un arbre à cames**: Le tournage excentrique est indispensable pour créer les lobes de la came, en décalant la pièce dans un mandrin à 4 mors ou un montage spécial. 3. **Réalisation d'une rotule pour assemblage**: Un appareil à rayonner ou un outil de forme spécifique est employé pour obtenir la surface sphérique précise. 4. **Création d'une vis sans fin**: Le filetage est réalisé avec une avance très précise du chariot, synchronisée avec la rotation de la pièce, pour obtenir le pas hélicoïdal requis. ### Exercices 1. Un cône a un grand diamètre de 40 mm, un petit diamètre de 20 mm et une longueur de 100 mm. Calculez l'angle d'inclinaison \( \alpha \) et le déport de la contre-pointe si la pièce entière mesure 150 mm de long. (Rappel: \( \tan \alpha = \frac{D-d}{2L} \) et \( D_c = \frac{L_p (D-d)}{2L} \)).